Astronomer rapporterer om en bemærkelsesværdig opdagelse, der bekræfter forudsigelser lavet af Albert Einstein og Stephen Hawking for årtier siden. En kollision mellem to sorte huller, katalogiseret som GW250114, er blevet observeret med hidtil uset klarhed. Det er første gang, at astronomer har opnået en så detaljeret indsigt i naturen af disse kosmiske fænomen, og det understøtter teorier om sorte huller, der går tilbage til Einsteins relativitetsteori.
Hændelsen, der fandt sted omkring 1 milliard lysår væk, blev første gang opdaget i januar af Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO). Instrumenterne registrerede gravitationsbølger, som er svage krusninger i rumtiden, der genereres, når sorte huller kolliderer. Det var også via gravitationsbølger, at det første sorte hul blev registreret af LIGO i september 2015, hvilket førte til en Nobelpris til tre forskere.
De to involverede sorte huller havde hver en masse på mellem 30 og 35 solmasser og roterede langsomt. Kollisionen resulterede i en samlet sort hul med en masse på omkring 63 solmasser, der roterede med 100 omdrejninger per sekund. Ifølge Maximiliano Isi fra Columbia University, der ledede undersøgelsen, giver denne observation en ny forståelse af “dynamikken i rum og tid”.
LIGO, som også inkluderer det mindre Virgo-instrument i Italien og KAGRA i Japan, drives af et globalt samarbejde af omkring 1600 forskere. Instrumentet er i stand til at detektere mikroskopiske ændringer i afstand, der er mindre end størrelsen af en atomkerne. Siden sin debut har LIGO registreret over 300 sorte hul-kollisioner.
En central forudsigelse, bekræftet af den seneste observation, er relateret til, hvordan sorte huller kan beskrives ud fra kun to parametre: masse og rotation. Denne teori blev først fremsat af den newzealandske matematiker Roy Kerr i 1963. Den såkaldte “ringende” lyd, der produceres af det resulterende sorte hul, indeholder vigtige oplysninger om dets struktur og det omkringliggende rum.
Derudover har observationen også bekræftet Stephen Hawkings teorem fra 1971, som angiver, at overfladearealet af et sort hul aldrig kan mindskes ved fusion, men altid vil stige eller forblive det samme. Tidligere LIGO-observationer har givet svage beviser for dette teorem, men den nylige observation har givet forskere dybere indsigt takket være den forbedrede klarhed af signalerne.
Ifølge Kip Thorne, en nobelprisvinder i fysik og tilknyttet LIGO, ville Hawking have glædet sig over at se, hvordan overfladearealet af de sammenflettede sorte huller er steget, noget der har betydning for stræben efter at kombinere relativitetsteori og kvantemekanik.
Den nye opdagelse er en vigtig milepæl i astronomien, der åbner op for nye muligheder for at forstå fundamentale fysiske principper. Ifølge eksperter kan fremtidige observationer fra LIGO føre til endnu mere præcise målinger og test af vores forståelse af rumtid og gravitation.